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1、劳工安全卫生教育训练规则中华民国工业区厂商联合总会第三十章 火災爆炸防止壹、火災爆炸之定義與重要性一、火災爆炸之定義火災乃為一種燃燒作用，亦為一種氧化反應，即將燃料與氧氣(含氧化劑)混合後以火花或溫度引燃，並產生自由基而引發連鎖反應之化學作用，此種反應非常快速，除將產生燃燒產物外，另亦伴隨釋出熱能及火光。化學性爆炸則為一種反應急劇之燃燒或火災，因瞬間壓力上升，形成巨大能量，而造成作業環境中所用設備與儲存容器之破壞，並造成爆破作用者。一般，爆炸的定義乃為一種巨大的噪音並同時裂成碎片，或是發生一種巨大的聲音，同時物體由其原來位置迅速移離或是在有限空間中壓力迅速上昇，隨之容器(塔槽等)破裂。然而，化

2、學爆炸之壓力突然釋出與增高，通常係由於放熱化學反應致使該系統的過度受壓所促成。爆炸往往伴生火災，稱為爆炸後併發火災，爆炸後併發火災之比率相當高，在化學工業中尤為常見。火災與爆炸既息息相關，故實不容忽視。爆炸依爆炸物之物理狀態可分為氣相與凝相爆炸兩種；前者可分為混合氣體、氣體分解及粉塵爆炸等三種；後者則分為混合危險爆炸，爆炸性化合物爆炸與蒸氣爆炸等三種。二、防火防爆之重要性近年來由於各種工業之不斷發展，使用及危害物質種類與數量逐日趨複雜與大量化，致使日常作業中即能接觸各種可燃、易燃或易爆之材料與物質，增高了火災爆炸與伴生毒性之潛在危險性。加上規模朝大型與多元化發展之現今企業，所用之原料及其成品種

3、類日益繁多，其中大多數又均具燃燒爆炸之潛在危險性，不但較易發生事故，且一旦發生事故，常會造成大規模之災害而使廠房設備付之一炬，甚至將波及鄰近區域之人員與設備，影響社會大眾之生命財產安全，故吾人應瞭解火災爆炸發生之原因，方能針對該原因採取因應防範措施，以避免災害之發生或減低災害可能帶來之損失程度，方可確保企業之安全生產，追求企業之永續經營。(一)依據我國內政部消防署統計，民國75年至84年台灣地區火災之發生次數、死亡、受傷人數及財物損失金額如表30-1所示。分析其發生原因，主要為電線走火、吸菸、機器磨擦損壞發熱、焚燒雜草、垃圾以及縱火等五種。表30-1台灣地區火災統計表年度發生數死亡受傷財物損失

4、(萬元)75年10,306221396192,98576年8,341183337274,42877年7,298222384244,49178年7,464316450361,45279年7,665290396314,88180年7,742250624300,22681年7,389323521219,39082年9,870377706242,23283年10,763330696248,95884年10,916294614377,81085年13,309275782281,48186年15,115226633200,46187年14,555306763221,68588年18,25423064319

5、4,25589年15,560262732171,55190年13,750234807146,21591年13,244193664168,31092年8,642228768158,21893年6,611160551178,58094年5,139139532236,286(二)依據美國消防協會(National Fire Protection Association，簡稱NFPA)之統計，民國七十二年至八十五年美國損失金額達伍百萬美元以上火災之發生次數及財物損失金額之變動則如表30-2所示。表30-2美國大型火災統計表年度火災次數當年度損失金額(百萬美元)損失金額(百萬美元，調整為73年;83年金

6、額)7529344285765094678177581,18191178561,9091,224796286854680492,6361,86681521,6151,04582541,7981,227835483553084441,3621,36285631,5441,461865788576987571,1671,03988672,2852,03689652,0291,7329053978784914669855692482,7852,2529346524342如再依火災發生之類型即店鋪辦公室、森林野外、倉儲、製造業、一般工業、公共設施、交通工具、住宅、特種建築物及教育機構等火災之發生比率統

7、計，則如表30-3所示。表30-3美國火災類型分析表行業別店鋪辦公室森林野外倉儲製造業一般工業公共設施交通工具住宅特種建築物教育機構火災損失比率(%)35.625.016.714.42.41.81.61.50.70.4上述我國與美國之火災財務損失金額分別均高達新台幣二十餘億及美金約二十億，但未計入因火災而造成營業中斷等損失金額。一般言之，營業中斷失往往超過火災直接燒燬之財物價之數倍，如在繁華商業區之小火災，其所造成之商業營運中斷損失，常足以造成公司倒閉之後果。貳、火災爆炸理論：一、火災爆炸之成因當燃料、氧氣及溫度(即俗稱燃燒三要素)同時存在，燃燒才會發生。如固體類物質之燜燒模式，氧氣僅存於燜燒

8、燃料表面，其所產生之熱量約有2/3將散至大氣環境中而消失。惟，經過一段時期後，將因燃料與氧氣經由擴散以及燃燒產物自由基之快速增加而使燃燒反應加速進行且能自動連續再點燃而產生連鎖反應。可燃物火源連鎖反應(連鎖反應)氧氣二、燃燒之要件(一)可燃物燃料包括可燃性及易燃性固體、液體與氣體等項，惟可易燃性混合氣體中之燃料氣體或蒸氣濃度應在爆燃上限(UEL)與下限(LEL)之間時，方能產生燃燒反應。一般其濃度測定法可採用熱傳導度法、火焰離子化法、擴散法、折射率法、比色分析法、接觸燃燒法以及電化學法等。(二)氧氣氧氣一般可由空氣供應，其含氧量約為20.9%，在低含氧量之大氣中，仍能產生燃燒，但氧含量降至約1

9、2%以下，火焰將熄滅；如再降至約5%6%以下時，可防止任何燃燒。惟，含氧量愈高(大於21%)，因燃燒速率增加，愈具危險性。又在少數情況下，燃燒所需之氧能自含氧量高之氧化劑中取得而增加火災之危險性。某些金屬能在無氧之大氣中燃燒，如鎂能於二氧化碳(一種滅火劑)氣流中燃燒。(三)火源一般包括明火、高溫表面、摩擦、撞(衝)擊、自然發熱、電氣火花、雷擊、靜電以及煙蒂等項。(四)連鎖反應燃料受高熱分解後將產生自由基中間產物，而引發連鎖反應。2CH4+火源2H+2CH32H+2O22OH+2OCH4+OHH2O+CH3O2+CH3CH2O+OHCH2O+O2HCO+OHHCO+HCOCO+OHCO2+H2O

10、HH2O+O2OO2總反應CH4+2O2CO2+2H2O三、燃燒之形式(類型)(一)表面燃燒木炭、焦炭等固體燃料，係以碳元素為主，燃料本身並不分解，亦不熔化或蒸發而保持原狀，故其燃燒乃藉氧氣或含氧氣體接近固體碳元素之表面與其化合而進行者，此即為表面燃燒。此即為表面燃燒。此種燃燒除木炭、焦炭外，箔狀或粉狀金屬如鋁箔或鎂緞帶等均屬之。(二)分解燃燒煤、木材、紙與石臘等固體燃料以及脂肪油等高沸點液體燃料需先經由熱分解並產生可燃性氣體後，方能引起燃燒，此種燃燒即稱為分解燃燒。惟分解所產生之可燃性氣體，必須隨維持在燃燒濃度範圍下，方能維持燃燒之繼續進行。(三)蒸發燃燒酒精、汽油與燃油等液體及各固體燃料，

11、需先蒸發成可燃性蒸氣後，方能引起燃燒，此種燃燒即稱為蒸發燃燒。此種燃燒，並非燃料本身燃燒，而是藉蒸發而得之蒸氣以進行燃燒者。(四)擴散燃燒氣態燃料或由固體與液體燃料分解、蒸發所得之可燃性蒸氣與空氣混合後，所產生之燃燒現象，即為擴散燃燒。如天然氣、氫氣與乙炔氣等可燃性氣體，必須經由燃燒管口擴散至空氣中，與空氣混合至燃燒濃度範圍內，方能引起燃燒作用。參、火災爆炸之損害一、對人體之損害火災發生後將發生煙霧、毒性氣體、震波、熱以及光等，火災發生時，人們常會迷亂、行為失去理性，尤以位於眾多人群聚集處所時，更易產生恐慌。建築物內火災造成之死傷，大部份均肇因於煙霧、毒性氣體及輻射熱等項。(一)煙霧與毒性氣體

12、乃為火災引致死亡事件之主要媒介物之一，約占死亡人數之三分之一以上。1.煙霧煙霧主要為小顆粒狀未完全燃燒之含碳物質，其顏色、粒度及含量影響煙霧之厚度，水蒸汽亦可加厚煙霧，刺激眼、鼻與喉部而導致驚慌。2.毒性氣體(1)一氧化碳乃為無色、稍具金屬臭之氣體，比重為0.967，吸入人體進入血液後，將與血紅素分子結合，而影響其輸氧能力，濃度達0.32%以上時，連續吸入三十分鐘將導致死亡；達1.3%以上時，吸入將立即喪失知覺。(2)二氧化碳亦為無色無臭氣體，比重為1.53，濃度達3%時，將使呼吸快速而深沈，肇致吸入更多之其它毒性氣體；5%時，造成呼吸困難；9%時，可能於數分鐘內喪失知覺；達20%時，將於二十

13、至三十分鐘內死亡。(3)其它毒性氣體燃燒物質內含其化元素如氯、氫等時，將產生其他各類毒性氣體。火災釋出之其他毒性氣體毒氣氣體之來源容許濃度ppm暴露之影響醋酸有機物質，例如木材、紙張。10ppm辛辣與刺激。丙烯醛石油產品，脂肪和油料。0.1ppm非常刺激。暴露於10ppm或以上者，可能很快死亡。氨氣含氮物質，例如尼龍、木材、聚氨基甲酸酯。50ppm對耳朵、鼻、喉嚨與肺部有嚴重刺激。氯化氫含鹵素之物質，如聚氯乙烯。 5ppm*腐蝕且具強烈刺激性。氰化氫不完全燃燒之含氰化物質，如羊毛、絲、聚丙烯睛（皮膚接觸）。10ppm*劇毒且可迅速致命，但火災時通常尚不會產生具危害性之含量硫化氫含硫物質如羊毛、

14、蹄、肉、頭髮、硬化之橡皮。10ppm*刺激性、引起眩暈，呼吸因難亦可能引起呼吸癱瘓。二氧化氮硝酸鹽類，用於製造人造絲之硝化纖維以及清漆等。 5ppm*毒性影響可持續八小時，濃度極高時，此種氣體可迅速致命。液體聚積於肺中，可能時導致傳染性肺炎。二氧化硫含硫物質完全燃燒時。2ppm對眼睛和呼吸道具嚴重刺激性。*最高容許濃度(Ceiling Value)(二)震波爆炸或劇烈之火災伴生之震波，除對財產造成破壞作用外，如能及人體時，亦將造成人體外部之傷害，更甚者亦可能造成內部器官之損傷，因而引發死傷事件。(三)熱與光1.對皮膚之影響與火焰接觸或暴露於強烈輻射熱所引起之皮膚燒傷，造成火災中死亡或燒傷事件約

15、占一半的比率。大範圍之燒傷會造成立即死亡，或造成休克甚或死亡。2.體溫過高長久暴露於高溫時，可能造成體溫過高，而身體過熱可能損傷腦部神經中樞，其症狀包括高溫、皮膚乾燥，暫時性精神狂亂、昏迷，甚致死亡。3.肺部受影響火災現場之高熱空氣，將使呼吸變成淺而短，並使肺部襯裡受傷害而引起血壓下降，當血壓下降厲害時，極小的微血管將萎陷而致血液循環中止。4.燒傷等級第一級：僅傷及皮膚外層，引起紅腫和痛苦。第二級：較深之燒傷，燒傷部位表面將滲出體液，呈粉紅色並起水泡。第三級：嚴重燒傷而穿透皮膚到達皮下脂肪層，燒傷部位可能變白、變灰甚至呈焦黑，惟因神經末梢亦遭受破壞，故不會感到疼痛。皮膚暴露於高溫中可能造成第二

16、級之燒傷所需之時間如下：皮膚溫度遭受第二級燒傷所需之時間701秒5520秒446小時身體可以消除暴露於高溫下之影響，例如：熱可由出汗蒸發而消失，但身體或許無法立即恢復至四周圍溫度，而火災造成之高溫可能己先催毀身體之防禦能力。5.伴生之強光對暴露者，可能造成眼部之暫時或永久性之傷害。二、對財產之損害火災與爆炸伴生之高熱、火焰烽面壓力或震波，以及滅火所用藥劑、消防水或乾粉等與消防斧等滅火器材。所衍生之救災損失，常對財產造成破壞，此種損害包括自有、租賃，甚或波及鄰近區域者，均屬之。火災對包括建築物、室內裝潢、機械、設備原物料、產品以及存貨等不論全損或半損，其損失均極為重大，此為企業經營風險管理中最重

17、要之一環，從事工安管理工作者，不可忽視。肆、火災爆炸相關各詞用語釋義一、著火性液體依據美國NFPA5之定義，凡閃火點(FP)大於或等於100(37.8)之液體均屬之，著火性液體又可再分成Class II(140FP 或100)、ClassIII A(200或FP140)及ClassIII B(F.P200)等三類。二、易燃性液體依據美國NFPA5之定義，凡閃火點小於100且100(37.8) 時之蒸氣壓絕對值不超過40 psi(2068 mmHg)之液體，即為易燃性液體。易燃性液體可再分成Class IA(FP73且B.P100)，Class IB (F.P73 且B.P100)B.P(沸點)

18、與Class IC (100 或F.P 73 且BP100) 等三類。三、比重物質之比重乃為其在一定溫度下之密度與同一溫度下之水或空氣之密度比值，一般氣態物質之比重乃以空氣為計算基準。氣體或蒸氣之比重小於者較空氣為輕，釋出時向上溢散，較易形成可易燃性混合氣；大於者，釋出時向下沈降，甚或隨地形之變化而向低窪處流動。液態或固態物質之比重則以水為計算基準，石油工業常採用美制比重即API比重；美制比重（API）= 131.5比重大於者比水重，火災時可採注水覆蓋方式滅火；比重小於者比水輕，火災時不可採注水撲救方式滅火，否則可燃物將因浮於水面而溢流四散，反將擴大災害影響區域，增加滅火之因難性。四、沸點(蒸

19、餾溫渡)沸點乃為液體之蒸氣壓力達到大氣壓力時之溫度，單一純物質之沸點僅有一溫度值；如為石油產品，則因其為碳氫化合物(烴)之混合物，其自開始沸騰至完全蒸發之溫度值範圍較廣，故其沸點即以蒸餾溫度表示之。沸點低之液體，其揮發性較大，較易釋放出蒸氣，其引發火災之危險性較高，作業時應特別加以注意。五、熔點熔點乃為於一定氣壓下，某類物質之液態與固態共存之溫度；或為能使某一物質維持液態與固態之蒸氣至均相同時之溫度，熔點亦可稱為凝固點。一般言之，熔點較低之油品如奈為80；石臘為74；動物油脂為34.5，瀝青則為199，此等物質遇熱後較易熔化而四處流散，致使火災延燒範圍擴大。六、黏度(黏性)黏度乃為某液體流動時

20、因本身所存有之黏著力與凝聚力而產生阻力之量測值，亦可經由量測流體之內摩力而得之。一般言之，燃料油、殘渣油之賽氏通用黏度約大於一千秒，故應改用賽氏燃柏黏度(Saybolt Furol Second; SFS)量測。黏度愈低者，其流動速率愈大，於外洩後，其擴散溢流與影響之區域愈大，故火災危險愈高。七、蒸氣壓力乃指某一液體或氣化性液體在一定溫度下於密閉容器內，達成平衡狀態時之蒸壓力。蒸氣壓力隨溫度之昇高而提高，當純液體之蒸氣壓達一大氣壓時，所需之溫度，即為其沸點。油料之蒸發趨勢通常均以雷氏蒸氣壓值表示，雷氏蒸氣壓之大小，除與油料溫度有關外，亦與其油料組成有關，因此當油料之組成改變時其蒸氣壓亦隨之改變

21、。雷氏蒸氣壓乃為汽油規範中表示揮發程度與儲運安全作業中之一項重要規範。八、發熱量(燃燒熱)可燃性物質與氧氣充分進行氧化反應時，所產生之總熱量，即為該物質之發熱量或燃燒熱。油料之燃燒熱依API比重值(或含氫量)之增大而提高，然如油料中含有水份、灰份及硫分等不純物質時將影響及其發熱量。九、燃燒(濃度)範圍(爆炸下限及爆炸上限)可燃性氣體或液體蒸氣與氧氣(含大氣中所含氧氣)混合後，遇火源(含溫度)時能夠引起燃燒或化學性爆炸之最低濃度(體積百分比)稱為爆炸下限(LEL或LFL)；而將蒸氣或氣體濃度增高至遇熱源時仍能引起燃燒或化學性爆炸之最高濃度(體積百分比)限制，則稱為爆燃上限(UEL或UFL)。一物

22、質在爆炸下限與爆炸上限間之濃度範圍，稱為爆炸範圍。通常爆炸範圍較廣者較具危險性；具較低爆炸下限之物質，如丁烷之1.6%，因僅需少量存於大氣中即可達爆炸濃度範圍，較具危險性。又較爆炸上限濃度更高之可燃性混合氣，如遇大量空氣時，其濃度將大為稀釋而再降至爆炸濃度範圍內，是時將具爆炸危險性。可燃性粉塵因其每單位體積之表面積極大，故特別危險。積聚之粉塵可燜燒一段長時間後，突然引起火災。工業製程中所產生之粉塵將懸浮於大氣中，呈雲團狀且濃度達爆炸濃度(以mg/m3表示)範圍內並遇火源著火後，火焰將迅速穿過層層粉塵而升溫至自燃溫度，將引起燃燒爆炸。粉塵爆炸所產生之熱氣流將再擴張並產生壓力波而超越火焰前鋒，並使

23、經過處表面之粉塵再混入大氣中而產生比第一次爆炸更為劇烈且廣闊之第二次爆炸。可燃性粉塵爆炸濃度範圍之影響因素包括粉塵粒徑、形狀、成份分佈均勻程度以及測定裝置差異等。十、閃火點與著火點將著火性或易燃性液體徐徐加熱至所產生之蒸氣與空氣混合，當其濃度達爆炸下限(即燃燒濃度下限)後，遇火苗即能瞬間閃火並立即熄滅時之最低溫度，即為其閃火點，亦稱閃火溫度。此時，如繼續加熱使其液溫繼續以一定速率上升，致使其所產生之蒸氣與空氣混合氣，足以維持持續燃燒，而使火焰不再熄滅時之最低溫度，即為著火點，亦稱著火溫度。一般石油產品之著火點約比其閃火點高50，且同一液體以開杯法測定之閃火點通常比閉杯法所測得者略高。閃火點可隨

24、大氣壓力、大氣中含氣量、液體純度以及試驗法與試驗之再現性而異。雖然甚難僅以一種測定法完全表示該液體之火災危險性，但通常仍可採閃火點作為重要之參考資料，因其可代表著火性液體點燃之容易性。閃火點()IBP0.73122；閉杯式閃火點為100550者約為(IBP0.683119)；開杯則約比閉杯式者高10%20%。閃火點具代表揮發趨勢之特性，故製程控制上用途頗廣。低閃火點之密閉空間油料火災，通常祇能以阻絕空氣即窒息法(泡沫滅火劑等)滅火；而高閃火點之密閉空間油料火災，除上述方法外，亦可利用洒水冷卻油液表面高溫層之方法滅火。惟，此法不適用於低閃火點者如汽油等油料。十一、發火(自燃)溫度乃為可燃物於無明

25、火等火源條件下，在大氣中僅因受熱而開始自行持續燃燒所需之最低溫度。影響一物質發火溫度之因素包括著火發生空間之形狀與大小，蒸氣或氣體之濃度百分率、火源之種類與溫度、加熱之速率、期間、物料之觸媒或其它效應，以及大氣中之氧氣濃度等，故發火溫度一般均為近似值。發火溫度愈低者，如乙炔等，其潛在危險性愈高。十二、導電度指帶負電荷之電子於物質中流動之容易程度，亦即為該物質電阻值之倒數，單位為姆歐(mho)。一般言之，帶有自由電子之金屬材料或製品之導電度特別高，但石油類碳氫化合物(即為烴)，其導電度均偏低。一物質之導電度與其潛存之危險性並無直接關係，然導電度低之物質，其導電性不良，於流動、攬拌或外噴時，較易產

26、生並蓄積靜電，尤以電阻係數1010至1015 ohm/cm之物質為最，而以1013 ohm/cm達最高程度。當電阻係數超過1015 ohm/cm時，已無可產生離子之成分存在。基此，電阻係數為10121013 ohm/cm間之汽油、噴射機油、煤油與輕油等，最容易蓄積靜電，故處理些類高導電性物質時，應限制其輸送流速並注意採取適用接地等安全防災措施。十三、水溶性通常指在一定溫度下，100公克水所能溶解溶質之最高公克數，亦稱溶解度。一般溶解度大於10-1 M者稱為可溶；10-1 M10-3 M者稱為微溶；小於10-3 M稱極微溶；若溶解度極小(如玻璃)者則稱為不溶。凡屬水溶性之著火性液體，因可降低其蒸

27、氣壓減少其氣化量，且可用水施行滅火，靜電危險性較低，故較為安全。不能與水混合且比重比水小者，因易浮於水面上，滅火困難，故較具潛在危險性。十四、自然發熱可燃性物質於室溫下，因其表面與空氣中之氧氣接觸，產生氧化反應而放出熱量，當其熱量產生速率較散熱速率為快時，溫度將逐漸升高並加速氧化應，經一段期間後，將使該可燃性物質升高至其自燃溫度，而引發自燃作用。如含油之抹布，堆積過久，且在無足夠通風條件下，因氧化所產生熱量無法消散而引發自燃即為一例。十五、最低著火能量指以明火點燃可燃性氣體與空氣之混合氣，並能使其引燃而著火所需之最低明火能量，一般最低著火能之數值均很小，故以毫焦耳(mJ)表示之。通常溫度、壓力

28、愈高時，其最低著火能量即行降低，危險性亦隨之增高。如掺入隋性氣體成分時，最低著火能量即行增大之趨勢，可提高其安全性。可燃性氣體之最低著火能量均極低，其中又以乙炔、氫、二硫化碳更低，僅有一點小火花即能引起燃燒、爆炸作用。十六、火焰逸走界限指火焰之傳播能力，主要係將固定厚度且藉小細縫貫通之隔板隔開之兩金屬製小室充入爆炸性混合氣後，點燃其中一小室後，觀察火焰是否能經由細縫而引燃另一小室混合氣時之最大細縫值。細縫值愈小，如乙炔、氫、二硫化碳等，表示火焰之傳播力愈強、其危險性亦愈高。十七、爆炸指因驟然發生化學與物理等反應後，因引發氣體體積之急速膨脹現象。此類快速之物理及或化學變化轉變成機械能量之過程，常

29、伴隨產生震波及或封閉材或結構之破壞。爆炸包括爆炸物或易燃性氣體與空氣混合氣所引發之爆炸、化學變化，或由鍋爐或原子爆裂所產生之物理或機械性變化等。十八、爆燃為放熱反應中燃燒氣體藉傳導、對流以及輻射作用而大量熱量傳播至未反應物質所產生者，爆燃傳播速率約為300公尺秒，稍低於音速。一般言之，氣體與空氣混合氣爆燃時所產生之壓力增高倍數最高約可達起始壓力之八倍。惟，如屬氣體與氫氣之混合氣者，則更可高達二十倍。十九、爆轟 (震)指引發放熱反應之物質間存有震波者，其特性為反應區內未反應物質之傳播速率高於音速，放熱反應中化學能量之釋放即能供給震波能量，其燃燒速率可達每秒數千公尺之高。爆震之尖峰壓力較爆炸之最高壓力約大二十倍以上，其峰面係朝一固定方向爆發而非屬全面性之流體靜壓，故其震波衝擊特別具破壞性。氣體爆震時所產生之壓力增高則約為爆燃之二倍(如發生於氧氣作業環境者，則其壓力增高倍數可高達四十倍)，其所產生之壓力雖仍比固或液體爆炸物者為低，但因其反應為超音速，且其壓力無法及時經由催毀設施結構或破裂盤之過程中釋放，故仍頗具破壞力。二十、衝擊感度指能使爆炸性物質或混合危險性物質因受衝撞擊而引致爆炸所需之最低能量。一般衝擊感度可採落錘衝擊試驗器測定之，所得衝擊感度值愈低者，其爆炸危險性相對愈高。廿一、熱穩定性指將受熱後將引起分解